Motnje v črevesni mikrobioti vplivajo na spomin čebel

Po vsem svetu se ljudje vse bolj zavedamo, da imajo čebele in drugi opraševalci ključno vlogo pri ohranjanju naravnih habitatov in zagotavljanju preskrbe s hrano. Kar tri četrtine svetovnih živilskih pridelkov je delno odvisnih od opraševalcev, zato bo zagotavljanje dobrega počutja teh iznajdljivih žuželk, ki se spopadajo z onesnaževanjem, pesticidi in izgubo življenjskega prostora, ključno za izboljšanje preskrbe s hrano v prihodnjih letih.

Zdrav prebavni trakt lahko tako pri čebelah kot pri ljudeh veliko pripomore k daljši življenjski dobi. Zato raziskovalci proučujejo skrivnostni mikrobiom v črevesju čebel, da bi izvedeli več o njihovi odpornosti na bolezni in o tem, kako jih najbolje zaščititi pred njimi.

Dr. Amélie Cabirol, podoktorska raziskovalka na področju zdravja čebel na Univerzi v Lozani v Švici, je povedala: »Črevesna mikrobiota je pomembna za zaščito čebel pred patogeni. Razumeti moramo vse dejavnike, ki določajo fiziologijo čebele, da bi lahko zanesljivo določili osebno izkaznico zdrave čebele.«

Povprečna življenjska doba medonosnih čebel je od osem tednov do pet let, odvisno od vrste čebele. Čebele delavke namreč umrejo v nekaj mesecih, matica pa lahko živi tudi več let.

Črevesje medonosne čebele je razmeroma enostavno za proučevanje, saj v njem prevladujejo specializirane skupnosti le približno devetih vrst bakterij. To pomeni, da so čebele dobra osnova za spoznavanje mikrobioma tudi pri drugih vrstah, vključno s človekom.

Določeni pesticidi in herbicidi negativno vplivajo na črevesno mikrobioto čebel. Pesticidi, imenovani neonikotinoidi, so pogosto vzrok za zmanjšanje števila opraševalcev. Čeprav je bila njihova uporaba na prostem v EU leta 2018 prepovedana, so bile pred nedavnimi poskusi ukinitve te prakse odobrene določene izjeme. Spremembe v črevesju čebel niso vedno smrtonosne, vendar lahko vseeno ovirajo njihovo sposobnost opraševanja.

V Sloveniji prvič prešteli divje čebele

Učenje čebel

»Vse več je dokazov, da motnje v črevesni mikrobioti vplivajo na uspešnost učenja in spomina čebel,« je dejala dr. Amélie Cabirol. »Takšne kognitivne sposobnosti so pomembne, da čebele povežejo vonjave z nektarjem, ki ga dobijo na cvetovih, in si tako zapomnijo najboljše vire hrane v svojem okolju.«

V projektu HarmHoney, ki ga je financirala EU, so raziskovali zdravje čebeljega črevesja z uporabo genetskega sekvenciranja in s proučevanjem majhnih molekul, ki sodelujejo pri presnovi v celicah. Ekipa dr. Cabirol je ugotovila, da se čebele bolje učijo in si zapomnijo informacije, če je v njihovem črevesju pet vrst osnovnih bakterij, kot če je v njem le ena ali nobena.

To kaže, da se učinkovitost čebel izboljša zaradi interakcij med vrstami mikrobov v njihovem črevesju. Naslednji korak bo testiranje različnih kombinacij, da bi ugotovili, kaj se dogaja. »Za zdaj lahko potrdimo le, da vsak mikrobni član sam po sebi ne zadostuje za spodbujanje teh kognitivnih sposobnosti, ne moremo pa še reči, ali je za to potreben vsak član,« je dejala dr. Amélie Cabirol.

Čeprav nedavne raziskave kažejo, da se število medonosnih čebel v zadnjih desetletjih povečuje, lahko posamezne kolonije še vedno utrpijo hude izgube, je pojasnila raziskovalka, ki upa, da bo ugotovitve projekta HarmHoney mogoče uporabiti tudi pri drugih ogroženih vrstah čebel.

Njeni sodelavci na Univerzi v Lozani so, na primer, izvedli študije, s katerimi so odkrili raznovrstnost črevesnih mikrobiomov tako imenovanih čebel brez žela. Dr. Amélie Cabirol meni, da so medonosne čebele zaradi njihove razširjenosti po vsem svetu relativno enostavne za proučevanje, zato so dober testni primer.

»Izgube čebeljih družin vzbujajo skrb, da bi lahko tudi druge populacije čebel, ki niso nadzorovane, trpele zaradi podobnih stresnih dejavnikov,« je poudarila. »Razumevanje vzrokov za propad čebeljih kolonij je ključno za prepoznavanje stresnih dejavnikov, ki lahko vplivajo na vse opraševalce, in bi moralo prispevati k izboljšanju kmetijskih in čebelarskih praks.«

Težave z zajedavci

Med stresnimi dejavniki, s katerimi se spopadajo medonosne čebele, so tudi črevesni paraziti, kot je Nosema ceranae, ki se je razširila po vsem svetu. Če se odrasle čebele okužijo že v mladosti, imajo lahko do konca življenja težave s prebavo hrane. Posledice tega so krajša življenjska doba ter slabše zdravje, populacija in zmogljivost čebelje družine, kar na koncu lahko privede do odmrtja celotne kolonije.

Antibiotik fumagilin se je v preteklosti uporabljal proti vrstam Nosema, vendar je bila njegova uporaba v Evropi omejena zaradi prepovedi uporabe antibiotikov v čebelarstvu, nekatere študije pa so pokazale dvom glede delovanja tega antibiotika na parazit Nosema ceranae. Zato so potrebne nove metode preprečevanja.

»Najti moramo naravne rešitve, ki ne bodo škodile čebelam in okolju,« je poudarila profesorica Diana Di Gioia, kmetijska mikrobiologinja na Univerzi v Bologni v Italiji. »Gostitelj se namreč lahko bolje odzove na parazite, če ima povečano sestavo koristnih bakterij.«

Di Gioia je vodila projekt NO PROBleMS, ki ga financira EU in v okviru katerega so proučevali morebitne nove do okolja prijazne načine zdravljenja črevesja za krepitev odpornosti čebel na bolezni. Med projektom je ekipa v laboratoriju in na terenu na Irskem, v Italiji, na Malti in v Argentini izvedla študije na podlagi DNK z bakterijskimi raztopinami in izdelki rastlinskega izvora, da bi proučila njihovo učinkovitost v različnih podnebnih razmerah in pri različnih stopnjah okužbe.

Skrivna formula

Raziskovalci so ugotovili, da formula, ki vsebuje mešanico dveh vrst koristnih mikroorganizmov, povzroča zmanjšanje števila parazitov Nosema ceranae.

Ekipa je zdaj razvila prototipno formulacijo, ki temelji na probiotičnih mikroorganizmih in molekulah rastlinskega izvora. Ideja je, da bi to formulacijo, za katero je bila vložena zahteva za podelitev patenta, lahko dajali čebelam v hrano in tako pomagali izboljšati njihovo ravnovesje mikrobiote.

Poleg koristi za čebele so lahko raziskave o čebelah zelo koristne tudi za širše proučevanje črevesnega mikrobioma in njegovega razvoja. »Medonosne čebele nam dajejo močno orodje,« je dodala dr. Di Gioia. »Zdi se, kot da je bila čebela ustvarjena kot model za proučevanje črevesne mikrobiote.«

----------------------------

Raziskave, omenjene v tem članku, so bile financirane v okviru ukrepov Marie Skłodowska-Curie (MSCA). Članek je bil prvotno objavljen v reviji Horizon, reviji EU za raziskave in inovacije.